植物光合作用
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植物光合作用范文第1篇
1、植物进行光合作用主要是靠蓝绿光和红橙光，日光灯灯光里含有这两种光，所以植物在灯光下也能进行光合作用；
2、然而，相对来说，在太阳光照射下进行光合作用的植物会比日光灯照射下的植物长的好看些。
（来源：文章屋网 ）
植物光合作用范文第2篇
人类必须通过种植、打猎、养殖等方式得到食物，以提供身体所必须的能量。在大自然中，很多生物并不需如此，例如植物、海藻以及很多种细菌可以通过光合作用维持生存。它们仅利用阳光和神奇的化学反应，就能在体内产生能量。那么人类是否可以也做到类似的事情呢 ？我们的身体能否也变得像植物一样，从太阳能中获取食物呢？
通常说来，动物是无法进行光合作用的，但是一切规则总有例外。豌豆蚜是一个新发现的变异物种，它是农民的敌人但却是基因学家的朋友。法国索菲亚阿格罗生物技术研究所的阿兰·罗比臣，就曾发现豌豆蚜利用一种类胡萝卜素的色素通过太阳获取能量的例子。该蚜虫从真菌中“窃取”的基因，使自身能产生色素。另一种昆虫，东方大黄蜂也有类似的本领。它们在白天非常活跃，而且温度越高越活跃，这是因为其腹部的黄素能将阳光转化为电能。
不过，这两个案例都具有争议，这两种昆虫只是将阳光转换成了能量，但并没有进行真正的光合作用——将二氧化碳转化为糖分。
当然，也有动物进行真正的光合作用。珊瑚虫是最典型的例子，它们寄生在微小得只能用显微镜才能看到的藻类中，藻类能进行光合作用并且为共生的珊瑚虫提供营养。一些海葵、蛤蚌、海绵等动物也有能进行光合作用的共同体，甚至还有脊椎动物——斑点蝾螈，那些能进行光合作用的藻类已经侵入了它们的细胞的内部。
尽管有这么多种类的例子，光合作用共生体仍是例外而不是普遍规则。好在能进行光合作用的“种子”并不难以播种。2011年，加州大学洛杉矶分校的生物学家克里斯蒂娜·阿加帕奇斯令斑马鱼接受了会光合作用的细菌。在斑马鱼胚胎期，她就将细菌注入了这种鱼。遗憾的是，之后什么也没发生，这种鱼不会光合作用，但也并没有排斥这种细菌。阿加帕奇斯的实验表明脊椎动物至少可以忍受光合微生物的存在。
还有一种让动物进行光合作用的方法：直接窃取它们的“加工厂”。众所周知，光合作用是在一个被称作叶绿体的微小结构中发生的，它广泛存在于各种植物和藻类的细胞中。因此，与其和一个植物共生，为何不直接将它的叶绿体据为己有呢？
有动物这样做过，比如海兔。这种美丽的生物以藻类为食，并将窃取来的叶绿体分布在消化道内，为它提供能量，使得它“活得像个植物”。这对于海兔至关重要，失去了叶绿体的海兔通常都无法活到成年。
海兔如何维持并且使用叶绿体仍然是一个谜团。不过可以确定的是，这些结构并不能像闪存盘一样能“即插即用”。因为叶绿体会用数以百计的蛋白质——都是在海兔的细胞核中制造，并且又移植到了叶绿体中的。以现有的技术，破解这上百个基因片段是不太可能的事情。即使全部破解成功了，将人类细胞变成兼容叶绿体的细胞，也是一项十分浩大的基因工程。
可以设想一下，人类能与藻类等植物共生，细胞内也加入了控制叶绿体的基因，获得了光合作用的能力，这会给我们带来不同吗？答案也许会令人失望。如果无法尽最大限度将自己暴露在阳光下，光合作用就是一种毫无用处的能力。并且，为了得到更多的能量，需要尽可能大的表面积，植物就拥有又大又平的采光平面——叶子；海兔又绿又平，看起来也像是一片叶子，同时它是透明的，因此阳光可以穿透它的组织，进入体内的叶绿体中。
人类既没有叶子又不透明，即使全身皮肤都是充满叶绿体，光合作用也只能提供少得可以忽略不计的能量——动物所需的能量远远高于植物。如果人类要依靠光合作用生存，那么必须拥有类似树叶的大平面接受阳光，然后还需要保持静止，以减少消耗。从某种意义上讲，这时的人已经变成了树。
植物光合作用范文第3篇
人教版《生物》初一上册教材安排了“呼吸作用产生二氧化碳”、“植物光合作用产生氧气”的演示实验。教材中介绍的“呼吸作用产生二氧化碳”实验装置(如图1)，在实际的实验教学中存在着很多不足：
实验装置使用的器材太多，组装连接比较麻烦。教师上课时不仅要准备广口瓶、橡皮塞、漏斗、玻璃导管、橡胶管、烧杯、试管、清石灰水、止水夹、棉花等实验材料，还需组装调试才能开始实验。这不仅耽误了学生的宝贵上课时间，也增加了教师的工作量。
使用该装置进行实验采用的是灌水排气法，从漏斗灌入清水，从而将产生的二氧化碳气体排出，操作复杂。二氧化碳气体不能彻底排干净，一部分气体会从漏斗口泄漏，实验现象不明显。
“植物光合作用产生氧气”实验使用的是金鱼藻，做这个实验的时间一般在11月底至12月初，正值严冬，北方地区很难找到这种材料。
教材中没有设计光合作用强弱的探究实验。
针对以上不足，笔者对这两个实验的装置和实验方法进行了改进与创新。
改进点
改进后的“呼吸作用产生二氧化碳”实验装置如图2所示，材料简单，只使用了透明塑料瓶、胶塞、玻璃管、乳胶管、两个塑料水封管等五种材料，使用简单，几秒之内就可组装好。上课时只需带上这套简单的装置，不需做其他准备。
改进了排气方法。改进后的实验装置盛装种子的容器为软塑料瓶，只需轻轻挤压瓶身，瓶中的二氧化碳就会排出，加大挤压强度，可将瓶中的气体尽可能地排出。
增强了实验的密闭性。使用两个塑料水封管保证了实验中的密闭性。“呼吸作用产生二氧化碳”实验中，在水封管中加清石灰水，挤压瓶身时，因排出二氧化碳，水封管里的石灰水会变浑浊，现象非常明显。
改进了“植物光合作用产生氧气”的实验材料，将金鱼藻改为我们这里最常见的盆栽植物吊兰。吊兰适应能力强，种植广泛，浸在水中极易生根、存活，材料易得，不受季节限制，实验后还可以继续移栽生长。
将图2实验装置稍加改进，即可完成“植物光合作用强弱的探究实验”，如图3。在水封管里插入毛细管，根据从毛细管冒气泡的个数来探究光合作用的强弱。
图2实验装置也可用于光合作用和呼吸作用的对比实验。在同样的两个装置中装入吊兰小植株，分别放置在光照和黑暗两个环境里，通过对比实验，能让学生更直观地认识到光合作用和呼吸作用的区别与联系。
改进后的实验装置材料易得，装置简单，既可作为教师演示实验，又可作为学生探究实验。
实验方法
“呼吸作用产生二氧化碳”实验
检验实验装置的密闭性，实验装置如图2；
在两个相同的塑料瓶中分别放入等量的发芽种子和炒熟种子，塞紧胶塞，连接好水封管；
在水封管1中加入3毫升清石灰水；
挤压塑料瓶身，排出的气体使水封管里的清石灰水变浑浊，说明呼吸作用产生了二氧化碳。
“植物光合作用产生氧气”实验
在塑料瓶里装一些清水，再放入一些小吊兰植株，实验装置如图3；
植物光合作用范文第4篇
粮食安全关系到人类生产和生活的方方面面，人类21世纪面临的尖锐问题之一就是食物问题。人们吃的食物都是植物光合作用的直接或间接产物，所以光合作用对农业生产和粮食安全有着重要的意义。如今人们常常谈农业生产要“高光效”，而只有了解植物生理学特性，才能对症下药从根本上达到“高光效”，因此从植物生理学角度把握光合作用与农业生产、粮食安全之间的关系显得非常有必要。
植物生理学是研究植物生命活动和规律的学科，也是科学、合理经营农业生产的基础。栽培植物为什么要浇水、施肥？干旱、水涝和盐碱为什么会减产？这些都是植物生理学研究的内容。而光合作用是植物特有的生物学过程，也是作物产量形成的物质基础，没有光合作用就不可能有人类社会的产生和发展。俗话说“万物生长靠太阳”，通过光合作用，植物才能把光能转变成生物能，把二氧化碳和水转变成所需的各种有机物。
自从人类DNA序列被确定，水稻以及被称为植物果蝇的拟南芥等植物的DNA序列也逐步被测定，人类开始进入基因组学时期。在后基因时代，随着研究的深入，逐渐出现了研究RNA的转录组学、蛋白质组学、代谢产物组学和离子组学以及将这些学科结合起来的系统生物学和生物信息学，大大丰富了基因组学的研究内容，分子生物学的出现也大大推进了植物生理学的研究，而进入新的发展时期的植物生理生化也将促进分子生物学发展。
进入21世纪以来，我国重视和发展现代农业，科学技术的迅猛发展，孕育了科技发展的新阶段，在给农业生产带来机遇的同时，也给我们提出了新的挑战。我国以全球7%的耕地面积养活了全球20%以上的人口，不但解决了温饱问题，还使人们的生活达到了小康水平。自从上世纪50年代初开展第一次绿色革命以来，全球的粮食产量大幅提高。主要得益于两个方面，一是矮杆化减少了不必要的茎杆，增加了粮食产量；二是采取密植栽种，增加了叶面积，提高了光能作用。但是现在这两种方法已经到了“尽头”，再要有所提高很困难。
从光合作用的角度来看，理论上植物光合作用的光能利用率应该能够达到吸收的12%，但事实上植物本身利用太阳能的效率很低，一般在3%以下，有的只有1.5%左右，而要提高光合效率又是一件非常困难的事情。人们在对小麦和水稻的光合研究中发现，就作物单位叶面积的光合速率而言，野生种大于优良栽植品种。作物靠增加叶面积和高光合速率的持续时间来提高作物产量，这在小麦、水稻和杂交毛白杨的研究中已经得到了证实。
通常在粮食生产中，人们主要通过不断施肥，特别是施氮肥来使作物保持高的叶光合速率，这是因为同化二氧化碳和蛋白质的合成都需要氮，只有不断供给氮才能有较高的效率。但众所周知，氮肥的利用效率很低，一般只有30%～50%的利用率，也就是说有1/2～1/3的氮肥会流失，而这部分流失的氮肥会造成河流的面源污染，使湖泊、河流富营养化。虽然可以通过改进施肥技术来提高氮肥利用率，但选育有高光合速率和光合作用持续期长，且需要氮肥少的品种更为重要。
我一直从事植物生理生化研究，过去主要采用生化方法做研究，但这些方法大都具有破坏性，不能连续进行观察。所以长此以往，我对仪器研究产生了浓厚兴趣，也尝试着自己动手研发和组装一些小型仪器。在国际交流活动中，我发现国外很多有名的实验室，都不同程度上自己研制仪器，这样就能做一些别人没有做过的工作，创新的机会比较多。
在我看来，光合作用的机理研究要想出创新性的成果与新仪器和新方法有关，这一点从叶绿素荧光动力学研究就能看出来。尽管1931年已经发现了叶绿素荧光动力学，但当时没有发展，直到1970年左右，由于光合作用光能转化机理研究的进展和技术上的进步，才使得叶绿素荧光动力学的理论从实验室走向田间。
光电转化技术是非破坏性的方法，它可以连续测定同一片叶子的荧光变化，光电器件和集成电路的发展，使叶绿素荧光仪成为光合作用研究的重要工具，更主要的是它还可以判断叶子内部叶绿体中发生的变化。20世纪70年代最早商品化的仪器是简易的非调制荧光仪，由于器件速度限制其起始荧光[F0]（一种测试荧光的指标）测不准，后来出现的脉冲调制荧光仪成为主流仪器。但是，随着器件和数字化进展及光合研究的需要，非调制荧光仪以新的形式出现，弥补了原来的不足，可以测准[F0]，还可以测瞬态荧光。我们从1985年开始研究叶绿素荧光，研制荧光仪以及探索叶绿素荧光理论，并完成有关仪器研制及，近来还提出了后稳态叶绿素荧光仪动力学理论。但是现在的商品化仪器不能完全满足我们的要求，同时又缺乏国产化仪器，于是我与北京雅兴理仪科技有限公司合作，结合国际上现有两种类型仪器的特点，研发了具有自己特色并兼有两种类型仪器优点的脉冲瞬态叶绿素荧光仪，可得到调制荧光仪和瞬态荧光仪的相关参数，适合后稳态诱导荧光的研究，为研究光合作用CO2同化和叶绿素荧光同时进行提供了研究工具，现已完成样机和改进型研制。
要充分研究作物的光合作用特性需要一系列仪器，我们还研发了叶片和小群体光合速率自动连续长期测定的光合测定系统，目前还在不断进行完善。同时我们也研制了其他光合和植物生理生态研究的仪器，为培育优良品种和农业产量提供了有效的工具。
植物光合作用范文第5篇
（1.Department of Horticulture， University of Georgia，Athens，GA 30602； 2.Agricultural Experiment Station， University of the Virgin Islands，
Kingshill，VI 00850； 3.PhytoSynthetix LLC，Athens， GA 30602； 4.College of Engineering， University of Georgia，Athens， GA 30602）
境可控农业包括利用温室和室内设施进行农业生产，这种方式在全球农业生产体系中变的越来越重要。完全密闭型植物工厂自20世纪70年代起在日本开始快速发展，目前广泛分布于大都市的郊区。近年来，垂直农场（大型的室内农业生产设施）也受到越来越多的关注。这类设施不仅可以有效解决人口快速增长带来的粮食短缺问题，还能减少农业生产对环境的影响。尽管垂直农业的生产效率是传统农业的200～1000倍，但其建造和运行成本非常高。根据调查，垂直农业的农产品贩卖价格必须达到13.75美元/kg（92.61元/kg）时才能与运行成本相平衡。
大型植物工厂的可行性和可持续性饱受质疑。对于植物工厂来说，造成其运行成本过高的部分原因是人工光源的电耗较高。在密闭的植物工厂，植物的光合作用主要靠人工光源产生的光来驱动。LED灯的节能效果非常好，而且光照强度和光谱可以调控。因此，LED就成为植物工厂内一种非常流行的人工光源。但根据对一个概念性垂直农场的分析，LED照明和冷却的电力成本占垂直农场总电力成本的比例超过了30%。而在植物工厂中，照明成本也占整个运行成本的40%。
根据光合作用原理，植物叶绿素和辅助色素所吸收的光子不能都用于植物光反应。这些多余的光子会对叶绿体结构造成破坏。光系统II（PSII）的反应中心，尤其是D1蛋白质非常容易受到光破坏（即光抑制），并使PSII的光量子产率降低。为了应对多余的光能，高等植物已经进化出了一系列复杂的反应机制来将光转化为热量（导致非光化学淬灭，NPQ），从而尽可能地减轻光抑制。被叶绿体吸收的光能中除了用于光合作用和转化为热量外，还有一小部分被叶绿体转化为荧光并发射出去。通过检测叶绿素荧光可以得到有效PSII的光化学量子效率（ΦPSII）。如ΦPSII减小，则表明植物可能将光能转化为热耗散的比率增加（NPQ的上调管理），或者发生光抑制。结合光合有效光量子通量密度（PPFD），ΦPSII还能用来检测通过PSII的电子传递速率（ETR）。因此，可通过检测叶绿体荧光来获得详细的植物生理信息，并用来优化植物生产。本文的目的是开发一种生物反馈系统，该系统不仅能用来检测ΦPSII和ETR，还可以控制PPFD使ETR保持在一定的水平。在未来，该系统可通过检测植物实际上对光的利用能力来控制PPFD，并最终减少LED照明的电耗，降低未来大型设施的农业环境的控制成本。
材料与方法
LED及测量方法
本研究所使用的LED槎ㄖ频400 W LED阵列。该LED阵列包括4个100 W暖白色LED模组，模组上安装有铝制散热片和2个120 W散热风扇，用来促进模组散热。每个LED模组下方还装有玻璃透镜，可调节LED下方的光照范围。LED组件的照射面积为0.75 m2，通过定制的控制面板来调节LED的光照强度。
植物叶片的叶绿素荧光参数使用脉冲调制式叶绿素荧光仪测量。将光合光量子传感器（LI-190）安装在叶绿体荧光测量点的附近来测量植物叶片上的PPFD。然后计算ETR为ETR=ΦPSII×PPFD×0.5×0.84。
生物反馈控制
本研究中，使用生物反馈系统根据植物测量的ETR控制LED光强。若植物实际的ETR低于试验设定的电子传递速率（ETRT），则通过生物反馈系统将LED的PPFD提高。反之，则减小LED的PPFD。
植物材料
本研究选用喜光植物甘薯，中性植物生菜和喜阴植物石柑进行试验。所使用的生菜品种为Green Towers和Green Ice。生菜发芽生根之后，在温室内培育6～8周备用。石柑和甘薯为扦插苗。
试验方法
试验在生长箱内进行。生长箱的光源由LED提供，箱内气温控制在25℃，CO2浓度控制在大气水平。每次测试时，将一株植物放入生长箱，然后用荧光叶片夹夹住供试植物最上层完全展开的叶片，然后将光合有效光量子传感器放置在靠近叶片夹的位置。上述传感器与LED灯的距离约为55 cm。
第一个试验为恒定ETR试验，即通过生物反馈系统将植物的ETR控制在70或100 ?mol/（m2・s）。该试验所使用的生菜品种为Green Towers。试验前，供试植物在生长箱内栽培2周以适应生长箱内的环境[16 h光周期，光期和暗期温度分别为25、20℃，PPFD为240 ?mol/（m2・s）]。Fm①每15 min测量1次，Fs②每5 min测量1次。然后据此计算ΦPSII和ETR，并相应调整光照。在暗光适应期间，叶绿素荧光参数每小时测试1次，连续测试4 h。
第二个试验为ETR阶梯变化试验，即通过生物反馈系统阶段性的将植物ETR从0增加到设定的ETR最大值，然后再阶段性降低。每个阶段持续时间为1 h。供试植物在试验开始前的一个晚上从温室移植到生长箱，以使供试验植物能充分适应生长箱的环境。在试验中，以生菜为供试植物使用的PPFD最大为560 ?mol/（m2・s），生菜ETR设定值首先以10 ?mol/（m2・s）的速率渐次从0增加到70 ?mol/（m2・s），然后以同样的速率渐次减小。甘薯和石柑的最大的PPFD为940 ?mol/（m2・s），甘薯的ETRT以14 ?mol/（m2・s）的速率从0阶梯式增加到98 ?mol/（m2・s），然后以同样的速率梯式减小。对于石柑来说，ETRT以7 ?mol/（m2・s）的速率从0梯式增加到49 ?mol/（m2・s），然后以同样的速率减小。每个试验至少重复3次。Fs和（Fm’）③每2 min测量1次，以此获得足够的数据来确定是否ETRT在60 min内保持稳定。
结果与讨论
恒定ETR试验
在该试验中，通过生物反馈系统自动将生菜光期的ETR保持在70或100 ?mol/（m2・s）。关闭LED灯之后，每隔1 h进行1次荧光测量，持续4 h。
当生菜的ETRT为70 ?mol/（m2・s）的时候，在开灯前的暗期中所测得的（Fv/Fm）④为0.82，该数值处于正常范围。当LED打开之后[PPFD为232 ?mol/（m2・s）]的时候，Fs和Fm’每5 min测试1次。但此时的ΦPSII⑤较低，仅为0.516。这可能是因为在光期开始后，叶绿体电子传递链中的电子受体较少，PSII反应中心的初级电子受体不能将吸收的电子转移至下一个受体，致使PSII光反应中心关闭。当卡尔文循环中的酶在光的引导下被激活后反应中心才会再次打开。因此，光期刚开始时期的ΦPSII较低，ETR仅为41.5 ?mol/（m2・s），低于70 ?mol/（m2・s）的设定值。随后，PPFD在生物反馈系统作用下开始增加。在第二次测量Fm’后，ΦPSII恢复到0.643，相应的ETR为91.6 ?mol/（m2・s）。生物反馈系统向下调节PPFD，使ETR在接下的光期内稳定在70±0.8 ?mol/（m2・s）。ETR稳定之后，不需要启动生物反馈系统来调整PPFD。该期间内的NPQ稳定在0.383±0.007。在光期结束后，Fv/Fm为0.83，表明荧光测量没有对PSII反应中心造成损伤。但随后的观察表明，在暗期较为频繁的荧光测量（每5 min或更短时间测量1次）会导致Fv/Fm降低，表面荧光测量对生菜叶片造成了光抑制。这可能是由测量过程中使用的饱和脉冲光造成。
当ETRT为100 ?mol/（m2・s）时，最初的
ΦPSII较低，而NPQ较高。这与ETRT为70 ?mol/
（m2・s）时所观察到的现象类似。由于在光期时ΦPSII随着时间逐渐从0.612减少到0.582。伴随着ΦPSII的下降，NPQ则逐渐升高。这可能是因为叶黄素循环上调加快，使吸收的多余光能转化为热能。因此，此时需要通过使用生物反馈系统将增加PPFD，进而使ETR升高到设定值。在明期结束之后的暗期，Fv/Fm为0.815，表明PSII反应中心没有造成破坏。
ETRT阶梯变化试验
本试验的目的是测试使用生物反馈系统测试和管理ETR的能力。在试验中，ETR以小时为单位进行阶梯式变化，即在15 h内逐渐从0增加到ETR设定最大值，然后再以同样的速率逐渐减少。
生菜和甘薯在试验中的反应较为相似。当ETRT较低的时候，ETR较容易控制。但生菜和甘薯在试验中能达到的ETR分别为60、
84 ?mol/（m2・s）。对于生菜来说，这可能是因为试验中所用的PPFD仅为560 ?mol/（m2・s）。石柑的ETR可通过生物反馈系统在设定范围内进行有效调控。但当ETRT较高的时候，石柑的ETR会出现较大变动，而当ETRT较低的时候，ETR的变化趋势与生菜和甘薯相同，也与恒定ETRT试验的结果相似。
如同本文作出的假设一样，逐渐增加PPFD可以获得更高的ETR。但在试验中，榛竦孟嗤的ETR，试验中ETRT逐渐减小时所需的PPFD要高于ETRT逐渐增加时的PPFD。在甘薯和生菜的试验中，该现象非常明显。这可能是由于ETRT逐渐减小时ΦPSII较小造成的。所有供试作物的试验都观察到了同样的现象，也就是说为获得同样的ETR，试验后半段所需的PPFD要高于试验前半段。例如，在ETRT逐渐增加时，使ETR为30 ?mol/（m2・s）的PPFD为
145 ?mol/（m2・s），而当ETRT逐渐减小的时候，维持同样的ETR所需要的PPFD为265 ?mol/（m2・s）。该结果表明ETRT逐渐增加时的ΦPSII高于ETRT逐渐减小时的ΦPSII。
在试验最初的8 h中，所有试验的ΦPSII随着ETRT和PPFD的增加而减小。这个现象在石柑和甘薯的试验中非常明显，这是因为该试验中所使用的PPFD比生菜的更高。另外，ΦPSII也伴随着NPQ的增加而下降，这是PPFD增加所导致的一个典型反应。但是，由于生菜和石柑的NPQ在ETRT逐渐减小时的下降速率较快，该期间ΦPSII随NPQ增加而减少的速率要比ETRT逐渐增加时要慢。甘薯ΦPSII随NPQ的变化模式不同于生菜和石柑，NPQ在试验最初的11 h内都在持续增加，这是因为对ΦPSII和叶黄素循环的短期和长期管理与植物种类和品种相关。
在试验的后半阶段，伴随着NPQ的下降，生菜和石柑的ΦPSII出现小幅增加。在同样的NPQ下，试验最初的8 h，即ETRT逐渐增加时的ΦPSII要高于ETRT逐渐减小时的ΦPSII。但在甘薯试验中，ETRT逐渐减小时，ΦPSII与NPQ的关系与ETRT逐渐增加时的关系类似。
在实施光照前的1 h，所有试验的Fv/Fm逐渐减小。这表明每隔2 min测量一次叶绿素荧光会对被测试叶片的生理状态产生显著的不良影响。而当14 h后结束光照的时候，NPQ已经恢复到光照实施前的水平，而Fv/Fm还没有恢复到正常叶片的水平。该结果表明Fv/Fm的减小与NPQ无关。
在试验后半阶段ETRT和PPFD逐渐减小时，较低的Fv/Fm与较慢的ΦPSII增加速率相一致。ΦPSII长期处于较低的水平可能是由于叶黄素循环色素水平持续增加，长期光抑制促进玉米黄素的积累滞留而造成的。因此，与ETRT逐渐减小期间相比，在ETRT逐渐增大期间维持同样的ETR需要更高的PPFD。一般当NPQ长期处于较高水平时，叶黄素的积累会比较明显。但该现象并没有在生菜和石柑的试验中观察到。这表明生菜和石柑试验中NPQ和ΦPSII的变化关系，在ETRT增加和下降期间所出现的差异并不是由于较高的NPQ造成的，而是由光抑制造成的。PSII反应中心对光非常敏感，其关键蛋白D1蛋白质容易在强光下发生降解，导致光反应中心受到破坏。考虑到D1蛋白的修复需要数个小时，发生光抑制叶片的ΦPSII和ETR会长期处于较低水平。
使用晒獠饬靠梢院苋菀妆姹穰PSII的减小是由于NPQ上调引起还是光抑制所造成的。NPQ上调会降低Fm’，但ΦPSII的减少却可能是由Fm’降低或Fs升高造成的。根据石柑和生菜的试验结果，即使PPFD下降，植物叶片Fs仍长时间处于较高水平。因此，试验中ΦPSII的减少是由于光抑制造成的。这是由于在进行荧光测量的时候必须使用高光强的饱和脉冲光。即使饱和光脉冲仅仅持续1 s，但植物频繁暴露于饱和光脉冲时，就会出现光抑制。根据试验NPQ在相对稳定的PPFD下变化较为缓慢的结果，Fm’一般不会快速变化。在该情况下可以通过增加Fs测量次数，而减少Fm’测量次数来计算ΦPSII。
优化照明的应用前景
本研究旨在开发一种生物反馈系统，该系统不仅可用来监测植物叶片ΦPSII和ETR，还能利用上述信息调节PPFD来获得稳定的ETR。在未来的工作将会关注如何使用该系统来提高作物产量。通过开发包含ETR、ΦPSII、NPQ和电价的控制函数，不仅提出合理的控制方法，还能提出经济上的最优光照水平。该方法不仅可应用于垂直农场，还能用于温室补光。当温室内太阳光照不断的变化时，可利用生物反馈系统不断调节补光强度，由此获得较高的补光效率。
结论
